Proses Fotosintesis Pada Tanaman C4 – Tanaman C4 dan CAM merupakan tanaman yang lebih adaptif di daerah panas dan kering.
Pada tanaman C4, CO2 diikat oleh PEP (enzim pengikat CO2 pada tanaman C4) yang tidak mampu mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2.
Lokasi terjadinya assosiasi awal ini berada di sel-sel mesofil yaitu sekelompok sel-sel yang mempunyai klorofil yang terletak di bawah sel-sel epidermis daun.
CO2 yang telah terikat oleh PEP kemudian akan ditransfer ke sel-sel “bundle sheath” yaitu sekelompok sel-sel di sekitar area xylem dan phloem, dimana kemudian pengikatan dengan RuBP terjadi.
Disebabkan tingginya konsentasi CO2 pada sel-sel yang ada pada bundle sheath ini, maka O2 tidak akan mendapat kesempatan untuk bereaksi dengan RuBP, sehingga fotorespirasi sangat kecil and G sangat rendah.
PEP memiliki daya ikat yang tinggi terhadap CO2, sehingga reaksi fotosintesis terhadap CO2 di bawah 100 m mol m-2 s-1 yang sangat tinggi.
Laju assimilasi tanaman C4 hanya bertambah sedikit dengan meningkatnyaCO2. Sehingga, dengan adanya peningkatan CO2 di atmosfir, tanaman C3 akan lebih beruntung dari pada tanaman C4 dalam hal pemanfaatan CO2 yang berlebihan.
Pada sintesis C4, terdapat enzim karboksilase PEP memfiksasi CO2 pada akseptor karbon lain yaitu PEP.
Karboksilase PEP mempunyai daya ikat lebih tinggi terhadap CO2 dari pada karboksilase RuBP.
Oleh sebab itu, tingkat CO2 akan menjadi sangat rendah pada tumbuhan C4, sangat jauh lebih rendah dari pada konsentrasi udara normal dan CO2 masih dapat melakukan fiksasi ke PEP oleh enzim karboksilase PEP. Sistem perangkap C4 akan bekerja pada konsentrasi CO2 yang jauh lebih rendah.
Tanaman C4 dinamakan demikian dikarenakan tanaman itu mendahului siklus Calvin yang menghasilkan asam berkarbon -4 sebagai hasil pertama fiksasi CO2 dan yang memfiksasi CO2 menjadi APG di sebut spesies C3, sebagian spesies C4 adalah monokotil.
Baca Juga : Pengertian Tanaman Monokotil
Reaksi dimana CO2 dikonfersi menjadi asam malat atau asam aspartat ialah melalui penggabugannya dengan fosfoeol piruvat (PEP) untuk membentuk oksaloasetat dan Pi.
Enzim PEP-karboksilase dapat ditemukan pada setiap sel tanaman yang hidup dan enzim ini berperan dalam memacu fiksasi CO2 pada tanaman C4.
Enzim PEP-karboksilase terkandung dalam jumlah yang banyak pada daun tanaman C4, pada daun tumbuhan C-3 dan pada akar, buah-buah dan sel – sel tanpa klorofil lainnya ditemukan suqatu isozim dari PEP-karboksilase.
Reaksi yang bertugas untuk mengkonversi oksaloasetat menjadi malat dirangsang oleh enzim malat dehidrogenase dengan kebutuhan elektron yang telah disediakan oleh NHDPH.
Oksaleasetat harus masuk kedalam kloroplas untuk direduksi menjadi malat. Pembentukkan aspartat dari malat akan terjadi didalam sitosol dan membutuhkan asam amino lain sebagai sumber gugus aminonya. Pada proses ini disebut dengan proses transaminasi.
Pada tumbuhan C4 mimiliki pembagian tugas, antara 2 jenis sel fotosintetik, yakni:
- Sel mesofil
- Sel-sel bundle sheath/ sel seludang-berkas pembuluh.
Sel seludang berkas pembuluh disusun menjadi kemasan yang amat sangat padat disekitar berkas pembuluh. Diantara seludang berkas pembuluh dan permukaan daun terdapat sel mesofil yang tersusun agak longgar.
Siklus calvin didahului dengan masuknya CO2 ke dalam sebuah senyawa organic dalam mesofil.
Langkah pertama yakni penambahan CO2 pada fosfoenolpirufat (PEP) untuk membentuk produk berkarbon empat yaitu oksaloasetat, Enzim PEP karboksilase dengan menambahkan CO2 pada PEP.
Karbondioksida akan dilakukan fiksasi dalam sel mesofil oleh enzim PEP karboksilase.
Senyawa berkarbon-empat-malat, dalam hal ini bertugas untuk menyalurkan atom CO2 kedalam sel seludang berkas pembuluh, melalui plasmodesmata.
Di dalam sel seludang berkas pembuluh, senyawa berkarbon empat akan melepaskan CO2 yang akan diasimilasi ulang kedalam materi organic oleh robisco dan siklus Calvin.
Dengan cara ini, fotosintesis C4 akan meminimumkan fotorespirasi dan meningkatkan produksi gula.
Adaptasi ini sangat bermanfaat dalam daerah panas dengan cahaya matahari yang cukup banyak, dan dilingkungan seperti inilah tumbuhan C4 sering muncul, tumbuh subur dan berkembang pesat.
